CN108578789A - 眼科粘弹剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粘弹剂，其适用于眼科手术，可以避免发生眼科手术如白内障手术后的人工晶状体混浊的问题而且具有生物安全性，其中所述粘弹剂包含以下物质：粘弹性物质；基于硼酸盐的pH缓冲剂；渗透压调节剂；水。

Description

眼科粘弹剂

技术领域

本发明涉及医用生物材料技术领域，提供一种临床医学眼科显微手术中使用的凝胶物质，具体地，涉及适用于眼部手术时使用的粘弹剂。

背景技术

白内障是世界上致盲概率最高的眼科疾病，导致患病者的视觉和生活质量明显降低。目前有效治疗白内障的方法只有手术，经过多年的发展，超声乳化白内障摘除技术合并人工晶状体植入术已经成为最常用的白内障手术方式。为了提高手术质量，创造手术空间，稳定眼压，减少手术操作对角膜内皮细胞的损伤等，粘弹剂是白内障手术必要的辅助材料，它具有一定的粘弹性和无毒、无抗原等生物安全性，在眼科手术过程中起到一定的填充、支撑、润滑和保护的作用。

已知可用于眼科手术用途的粘弹剂，例如，含有透明质酸钠和硫酸软骨素的粘弹剂，如Alcon 公司以VISCOAT®为名的产品（Alcon Surgical，Inc.）等。所有这些高度纯化的产品都可用于特定的眼部手术过程，如白内障手术，其由于所述粘弹剂的如下一些特性被眼科医生用于几种手术目的，包括维持眼内空间、保护眼组织，特别是角膜内皮细胞，以及作为操纵眼组织的辅助手段。这些粘弹剂通常足够粘稠以允许外科医生将它们用于其预期的手术目的，但是不会太粘稠以至于粘弹剂可通过可接受的内径尺寸的器材并涂覆在所需部位。然而，现今没有一种粘弹剂可以完全地满足所有的手术目的。例如，在白内障手术中，包括相对低分子量的透明质酸钠和硫酸软骨素的组合以及磷酸盐缓冲体系的粘弹剂非常好地用于在白内障手术过程中的任何时间维持前房，以及粘附和保护组织特别是角膜内皮细胞，通常被称为弥散型粘弹剂。但是，由于其粘附性的特性，相对低分子量的透明质酸钠和硫酸软骨素的组合物更难从眼前房抽吸清除。另一方面，包括具有相对高的分子量的透明质酸钠的粘弹性溶液以及磷酸盐缓冲体系的粘弹剂，如 Healon 或PROVISC ^TM产品（Alcon Laboratories，Inc.）是高度内聚的，但不能相对好的粘附于在手术期间可能接触的组织，它们的内聚性和不好的粘附性也使得它们在手术结束时更容易从眼睛上移除，但不能在晶状体的超声乳化开始后对角膜内皮提供良好的保护，其通常被称为内聚型粘弹剂。此外，在现今的粘弹剂中通常使用磷酸盐作为缓冲体系。而且，已知粘弹剂在使用中具有很多缺陷，例如白内障手术后人工晶状体发生混浊现象。正如黄歆等人对白内障术后人工晶状体浑浊进行了研究（黄歆等人“白内障术后人工晶状体浑浊研究进展”，中国实用眼科杂志，2014年5月第32卷第5期）。在文中显示，人工晶状体术后混浊率很高，混浊的人工晶状体施人工晶状体取出术取出，对患者造成严重的二次伤害，并且植入时间越长，人工晶状体与人眼组织融合越好，取出术伤害也越大。

因此，现阶段有需求研发一种新型粘弹剂，其具有满足用于例如人的眼科手术所需特性（如生物安全性、并具有填充、支撑、润滑和保护的作用），而且不出现现有技术已知粘弹剂所具有的缺陷（如引发白内障手术后人工晶状体发生混浊现象）。

发明内容

为了获得具有满足用于例如人的眼科手术所需特性（如生物安全性、并具有填充、支撑、润滑和保护的作用），而且不出现现有技术粘弹剂所具有的缺陷（如引发白内障手术后人工晶状体发生混浊现象）的粘弹剂，本发明提供了一种粘弹剂，其主要包括粘弹性物质；基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂；渗透压调节剂；和水。

本申请发明人经过研究令人惊奇地发现，使用本申请所述粘弹剂可以避免发生眼科手术如白内障手术后的人工晶状体混浊的问题而且具有生物安全性，同时具有满足用于例如人的眼科手术所需特性（如生物安全性、并具有填充、支撑、润滑和保护的作用）。

本发明眼科粘弹剂还可以包含治疗药物，可以预防和治疗前囊混浊、后囊混浊、及术后眼内炎症等病症。其中，所述药物包括各类抗生素、甾体抗炎药及非甾体抗炎药，防止术后炎症，及微生物感染。也可以携带抗代谢类药物及有丝***抑制剂、抑制炎症反应的药物免疫毒素及细胞毒素、抑制细胞与细胞外基质粘附的药物、诱导细胞凋亡药物来消除LEC或抑制上皮细胞的有丝***，预防和治疗后囊混浊。如氧氟沙星、抗坏血酸、阿司匹林、秋水仙碱、利多卡因、奈帕芬胺、酮咯酸、溴芬酸、重组水蛭素、甲胺喋呤、5-氟尿嘧啶、紫杉酚、阿霉素、柔红霉素、肥皂草素，以及其他已知或未知的具有相似功能的药物或组合物。

关于粘弹性物质，本申请中的粘弹剂可以包括任何满足用于例如人的眼科手术所需特性（如生物安全性、并具有填充、支撑、润滑和保护的作用）的生物医药用粘弹性物质。优选，粘弹性物质可以选自：透明质酸钠、智能型水凝胶、硫酸软骨素、羧甲基纤维素钠、胶原、多肽。

关于pH缓冲剂，现有技术中（如，市售粘弹剂如Healon、Amvisc 、Amvisc Plus 、Previscai、 DisCoVisc D、Viscoat）均使用磷酸盐缓冲体系，未见使用其它缓冲体系的粘弹剂。根据本领域现有技术可知，基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂应用于眼科使用的粘弹剂作为缓冲体系有以下两个风险：基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲体系可能破坏透明质酸钠分子间作用力，改变其粘弹性，降低其耐热性、稳定性；另外可能带来的毒副及炎症反应。虽然基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂常被应用于滴眼剂中，如萘非滴眼液(润洁)、四味珍层冰硼滴眼液(珍视明)、复方硫酸软骨素滴眼（润洁 ）、复方硫酸软骨素滴眼（润洁 ）、氯霉素滴眼液(瑞眸舒)、熊胆滴眼液(瑞辉)、萘敏维滴眼液(珍视亮)。但滴眼剂是用于眼表的物质，与粘弹剂进入眼内带来的风险是不同的。此外，现有技术中使用的基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂的滴眼液，是基本不用考虑滴眼液粘弹（流变）性能问题，如果需要考虑的话可调节的范围也很大，仅需提供部分粘稠度。而眼科手术用粘弹剂，既需要利用其支撑性为手术操作提供空间，又需要容易涂覆在手术器械和眼内组织表面，以提供手术保护，因此需要兼具如前所述的眼科手术用粘弹剂所需的所有性质（例如，需要同时具备内聚性和弥散性），尤其需要不劣化甚至改善粘弹剂的粘弹性。因此在考虑缓冲体系时，一定要考虑不能剧烈改变原有粘弹性物质的粘弹性，这对本发明粘弹剂是非常重要的。而硼酸因为结构为，非常容易形成氢键，与粘弹性物质的自身氢键竞争，理论上降低粘弹性物质（如透明质酸钠HA）的粘弹性。这也是本领域技术人员不考虑在粘弹剂中使用基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂的原因。

而本申请发明人经过研究令人惊奇地发现，本申请所述包括基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂的粘弹剂同样可以获得好的所需粘弹剂性质，适用于眼科手术的植入物并具有可接受的生物安全性。

申请人发现，可以使用的基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂例如主要包括硼酸、硼砂、氢氧化钠、盐酸。

本申请发明人发现，本申请所述基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂根据本发明所述浓度比例使得既能够提供优异的pH缓冲性能，同时能够保持优异的粘弹特性，并避免了包括磷酸缓冲体系的粘弹剂所导致的炎症反应，而且通过了兔眼植入试验的验证了其生物安全性，完全可以用于例如人的眼科手术植入物。

本发明粘弹剂，一方面，由于硼酸和/或硼酸盐能与细菌蛋白质中的氨基结合，使得其能够对多种细菌、霉菌均有抑制作用，改善了粘弹剂的储存及运输性能，提高了粘弹剂的贮存稳定性。由于粘弹性物质，例如透明质酸钠为粘多糖，为细菌良好的培养基，传统透明质酸钠凝胶要求2-8℃保存，否则极容易变质，使产品的保存、运输要求严格，难以保证。而使用基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂后，粘弹剂具有了抑菌功能同时获得了改善了的储存及运输中的稳定性。

本发明粘弹剂，另一个方面，优化了白内障手术中灌注液的角膜内皮保护功能，白内障手术中所用灌注液可以维持细胞功能，保护角膜内皮。但传统磷酸盐体系的粘弹剂干扰灌注液钙离子保护角膜内皮细胞作用的发挥，难以完全起到保护角膜内皮细胞的作用。更换为基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂使灌注液保护角膜内皮细胞的功效获得改善。

发明详述

本发明涉及粘弹剂，其中所述粘弹剂包含以下物质：

- 粘弹性物质；

- 基于硼酸盐的pH缓冲剂；

- 渗透压调节剂；

- 水。

根据本发明一种实施方案，其中粘弹性物质选自透明质酸钠、智能型水凝胶、医用几丁糖和多肽。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹性物质进一步包括选自硫酸软骨素、羧甲基纤维素钠和胶原的其他粘弹性物质。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹剂进一步包含治疗相关的药物，其中所述治疗相关的药物根据最终目的，如手术所需抗炎药物、灭菌药物、止血药物、荧光剂、光敏剂等。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹性物质的含量范围为0.1%-4% w/v。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹性物质为透明质酸钠，其分子量为100-400万，优选分子量为150-400万，更优选的分子量为200-400万。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹性物质为智能型水凝胶，其选自：聚乙二醇、聚丙烯酸、聚N-异丙基丙烯酰胺、泊洛沙姆、壳聚糖与多羟基化合物复合凝胶。所述智能型水凝胶为温敏型水凝胶, 是基于高分子链的亲疏水平衡, 在温度变化刺激下, 改变凝胶物理交联区域的疏水性, 呈现溶胶-凝胶(sol-gel)可逆转变.具体的在体外环境下成溶胶状态，植入人眼后，在人眼温度下形成凝胶，具有较强支撑力。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹性物质为多肽，例如聚谷氨酸钠、聚赖氨酸、聚天冬氨酸。

根据本发明另一种实施方案，其中粘弹性物质的浓度为1.5%-2.5%w/v，优选1.5-2.2%w/v，更优选1.7-2.0%w/v。

根据本发明另一种实施方案，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲选自硼酸与硼砂、硼酸与氢氧化钠、硼砂与盐酸。

根据本发明另一种实施方案，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲选自硼酸、硼砂。

根据本发明另一种实施方案，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲的硼元素摩尔浓度不高于0.44mol/L，优选的硼元素摩尔浓度不高于0.34mol/L,更优选的硼元素摩尔浓度不高于0.24mol/L，甚至硼元素摩尔浓度不高于0.20mol/L。

根据本发明另一种实施方案，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲中硼酸的含量为0.5%-1.0%w/v，优选的硼酸含量为0.6%-0.9% w/v，更优选的硼酸含量为0.7%-0.85% w/v。

根据本发明另一种实施方案，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲中硼砂含量为0.02%-0.1% w/v，优选的硼砂含量为0.03%-0.09% w/v，更优选的硼砂含量为0.04%-0.05%w/v，甚至硼砂含量为0.05%-0.07%w/v。

根据本发明另一种实施方案，其中所述渗透压调节剂选自氯化钠、氯化钾、氯化镁和氯化钙。

根据本发明另一种实施方案，其中所述渗透压调节剂为氯化钠，其含量可以为0.3%-0.7% w/v，0.3%-0.6% w/v，甚至0.3%-0.5% w/v，或0.4%-0.5% w/v。

根据本发明另一种实施方案，其中所述粘弹剂在0.25 s^-1剪切速率下的灭菌后粘度为50-300 Pa•s。

根据本发明另一种实施方案，其中所述粘弹剂的pH范围为6.8-7.6。

根据本发明另一种实施方案，其中所述粘弹剂的渗透压范围为270-350 mOsmol/kg。

根据本发明另一种实施方案，所述粘弹剂包含下述组分或由下述组分组成：

- 透明质酸钠：1.5%-2.5% w/v；

- 硼酸：0.7%-0.85% w/v；

- 硼砂：0.04%-0.07% w/v；

- 氯化钠：0.3%-0.7% w/v；

- 余量为水。

本发明粘弹剂是一种适用于眼科的粘弹剂，特别地，适用于眼内的粘弹剂。

本发明还涉及眼科工具，其包括上述所述粘弹剂。

本发明还涉及眼科植入物，其包括上述所述粘弹剂。

本发明还涉及制备本发明所述粘弹剂的方法，包括下述步骤：

- 溶解pH缓冲剂和渗透压调节剂得到无菌的缓冲液，

- 将粘弹性物质加入至无菌缓冲液中，

- 任选地将治疗相关的药物加入粘弹剂中。

本发明还涉及所述粘弹剂包括所述粘弹剂的眼科工具或眼科植入物在眼科手术中的用途。

根据本发明另一种实施方案，其中眼科手术选自：白内障囊内摘除术、白内障超声乳化吸出术、角膜移植术、人工晶状体植入及取出术、虹膜周切术、前房出血手术、异物及肿瘤取出术、小梁切除术、玻璃体切割或异物取出术、视网膜剥离及视网膜前膜切除手术。

具体实施方式

在下文中，将通过具体的实施例更加详细地描述本发明，但所提供的实施例仅是说明性的而并不意欲限制本发明。

实施例1

按照下述表1根据如下步骤制备具有配方1-6的本发明粘弹剂。首先将pH缓冲剂及渗透压调节剂粉末用注射用水分散溶解，经0.22μm水性滤膜过滤除菌，得到无菌的缓冲液。在动态百级环境下，将按相应配方计算称量的粘弹性物质加入到无菌缓冲液中，振荡混匀，而后在2-8℃环境下静置脱除气泡。将混匀无气泡的料液通过预灌封注射器灌装机在oRABS无菌隔离***保护下灌装入预灌封注射器中。

表1

	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5	配方6
							HA(透明质酸)（分子量为120万）	1.5%	-	-	-	2.0%	-
HA(透明质酸)(分子量为150万)	-	-	1.5%	-	-	-
							HA(透明质酸)（分子量为200万）	-	1.7%	-	1.7%	-	1.5%
CS（硫酸软骨素）	-	-	4%	2%	-	-
							HPMC（羧甲基纤维素钠）	-	-	-	-	2%	3%
硼酸	0.650%	-	0.5%	0.9%	0.80%	0.65%
							硼砂	0.09%	0.1%	0.02%	0.04%	0.053%	-
氢氧化钠	-	-	-	-	-	0.12%
							HCl	-	0.5%	-	-	-	-
氯化钠	0.520%	0.500%	0.40%	0.60%	0.38%	0.50%
							氯化镁	-	-	-	-	-	0.05%
氯化钙	-	-	-	-	-	0.04%
							氯化钾	-	-	-	-	0.04%	-
pH	7.60	7.22	7.31	7.10	6.98	7.02
							渗透压	305	300	280	330	287	315
剪切粘度（0.25s-1）	100	240	200	255	160	252

实施例2 配方1-6的湿热灭菌及灭菌前后的剪切粘度

将封装于预灌封注射器内的配方1-6的粘弹剂，置于具有压力补偿的湿热灭菌柜中，设置灭菌温度121℃及F0=8值，灭菌前后采用流变仪（厂家TA，型号DHR-1）进行测试，记录0.25s^-1剪切速率下的粘度数据，如表2所示。

表2

	粘度/灭菌前	粘度/灭菌后
			配方1	220	100
配方2	305	240
			配方3	295	200
配方4	350	255
			配方5	264	160
配方6	366	252

如实施例2所示，本发明粘弹剂可耐受湿热灭菌，进常规最终湿热灭菌后，本发明粘弹剂仍具有优异的粘度，包括基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂的粘弹剂仍具有所需粘弹性等。

实施例3 兔眼植入试验

在手术前用回弹式眼压计、裂隙灯显微镜及UBM先对眼球进行评估并记录。淘汰眼球有异常的动物。做6只对照眼和6只试验眼。

使用本发明实施例1配方4粘弹剂，用试验OVD等量替换试验动物一只眼球约25%的前房液，另一侧眼用对照OVD以同样的方法操作。在开始下一只动物之前，按随机顺序对动物的一侧眼球然后再另一侧眼球进行操作。在24h，7d记录术中出现的验证反应，如表3所示。

本发明粘弹剂通过了兔眼植入试验的验证了其生物安全性，植入前后兔眼角膜透明度、晶体透明度、细胞数量等无差异，并且无前房闪辉、虹膜炎、纤维蛋白曾生等并发症出现，生物安全性良好。

实施例4 兔眼细胞内皮技术试验

6只试验组行超声乳化并晶体植入术，行一大小为3mm的透明角膜隧道切口，经前房注入本发明实施例1配方2粘弹剂（湿热灭菌后）0.2ml，连续环形撕囊以后超声乳化并且吸出皮质，将折叠人工晶体置入囊袋中，术后点抗炎药水。6只对照组1经同样操作，将本发明实施例1配方2粘弹剂中的pH缓冲剂替换为磷酸pH缓冲剂。6只对照组2经同样操作，将粘弹剂替换为磷酸二氢钠pH缓冲剂，均使得粘弹剂的pH为6.9。术前术后用非接触角膜内皮显微镜检查角膜内皮细胞密度，计算角膜内皮细胞平均丢失率。

表4

观察项目	试验组	对照组1	对照组2
				术前术后角膜内皮细胞平均丢失率	2%	4.9%	4%

本发明粘弹剂对于角膜内皮保护作用高于磷酸盐体系粘弹剂，术前术后角膜内皮细胞丢失率较小，具有优异的角膜内皮细胞保护作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.粘弹剂，其包含以下物质：

- 粘弹性物质；

- 基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂；

- 渗透压调节剂；

- 水。

2.根据权利要求1所述粘弹剂，其中粘弹性物质选自透明质酸钠、智能型水凝胶、医用几丁糖和多肽。

3.根据权利要求1或2所述粘弹剂，其中粘弹性物质进一步包括选自硫酸软骨素、羧甲基纤维素钠和胶原的其他粘弹性物质。

4.根据前述权利要求任一项所述粘弹剂，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂选自硼酸和/或硼砂；硼酸和氢氧化钠；硼砂和盐酸。

5. 根据前述权利要求任一项所述粘弹剂，其中基于硼酸和/或硼酸盐的pH缓冲剂的硼元素摩尔浓度不高于0.44mol/L，优选的硼元素摩尔浓度不高于0.34 mol/L,更优选的硼元素摩尔浓度不高于0.24mol/L。

6.根据前述权利要求任一项所述粘弹剂，其由下述组分组成：

- 透明质酸钠：1.5%-2.5% w/v；

- 硼酸：0.7%-0.85% w/v；

- 硼砂：0.04%-0.07% w/v；

- 氯化钠：0.3%-0.7% w/v；

- 余量为水。

7.眼科工具，其包括前述权利要求任一项所述粘弹剂。

8.眼科植入物，其包括前述权利要求1-6任一项所述粘弹剂。

9.制备根据前述权利要求1-6任一项所述粘弹剂的方法，包括下述步骤：

- 溶解pH缓冲剂和渗透压调节剂得到无菌的缓冲液，

- 将粘弹性物质加入至无菌缓冲液中。

10.根据前述权利要求1-6任一项所述粘弹剂或前述权利要求7所述的眼科工具或前述权利要求8所述的眼科植入物在眼外科手术中的用途。